RecyclerView缓存原理及优化方向

前沿

Android新增的Recyclerview主要用于代替ListView。Recyclerview可扩展性强。

  • 可以通过LayoutManager形成线性(横向与竖向)、网格、瀑布流布局。
  • 通过OnItemTouchListener监听 Item 的事件,虽然比ListView.OnItemClickListener麻烦了点,但是可以实现更复杂的功能,比如item滑动。
  • 提供了notifyItemInserted、notifyItemRemoved、notifyItemChanged、notifyItemMoved来提高局部刷新的效率。
  • 没有ListView那种 HeaderView 和 FooterView , 但可以通过来 getItemViewType来生成不同的视图。
  • RecyclerView还定义了ViewHolder,配合RecyclerView.Adapter,封装重用ItemView的逻辑,还有四级缓存,效率大大增加。

1. RecyclerView缓存机制与性能优化关系

RecyclerView做性能优化要说复杂也复杂,比如说布局优化,缓存,预加载等等。

其优化的点很多,在这些看似独立的点之间,其实存在一个枢纽:Adapter。

因为所有的ViewHolder的创建和内容的绑定都需要经过Adaper的两个函数onCreateViewHolder和onBindViewHolder

因此我们性能优化的本质就是要**减少这两个函数的调用时间和调用的次数**

如果我们想对RecyclerView做性能优化,必须清楚的了解到我们的每一步操作背后,onCreateViewHolder和onBindViewHolder调用了多少次。

因此,了解RecyclerView的缓存机制是RecyclerView性能优化的基础。


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2. 绘制原理简述

2.1 假设

为了简化问题,绘制原理介绍提供以下假设:

  • RecyclerView
    • 以LinearLayoutManager为例
    • 忽略ItemDecoration
    • 忽略ItemAnimator
    • 忽略Measure过程
    • 假设RecyclerView的width和height是确定的
  • Recycler
    • 忽略mViewCacheExtension

2.2 绘制过程

(1)类的职责介绍
LayoutManager:接管RecyclerView的Measure,Layout,Draw的过程

Recycler:缓存池

Adapter:ViewHolder的生成器和内容绑定器。

(2)绘制过程简介

  • 1、RecyclerView.requestLayout开始发生绘制,忽略Measure的过程
  • 2、在Layout的过程会通过LayoutManager.fill去将RecyclerView填满
  • 3、LayoutManager.fill会调用LayoutManager.layoutChunk去生成一个具体的ViewHolder
  • 4、然后LayoutManager就会调用Recycler.getViewForPosition向Recycler去要ViewHolder
  • 5、Recycler首先去一级缓存(Cache)里面查找是否命中,如果命中直接返回。如果一级缓存没有找到,则去三级缓存查找,如果三级缓存找到了则调用Adapter.bindViewHolder来绑定内容,然后返回。如果三级缓存没有找到,那么就通过Adapter.createViewHolder创建一个ViewHolder,然后调用Adapter.bindViewHolder绑定其内容,然后返回为Recycler。
  • 6、一直重复步骤3-5,知道创建的ViewHolder填满了整个RecyclerView为止。


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3. 缓存机制

3.1 Recyclerview的缓存类

RecyclerView缓存基本上是通过三个内部类管理的,RecyclerRecycledViewPoolViewCacheExtension
Recycler
用于管理已经废弃或者与RecyclerView分离的ViewHolder,为了方便理解这个类,整理了下面的资料,内部类的成员变量和他们的含义:

变量 作用
mChangedScrap 与RecyclerView分离的ViewHolder列表
mAttachedScrap 未与RecyclerView分离的ViewHolder列表
mCachedViews ViewHolder缓存列表
mViewCacheExtension 开发者可以控制的ViewHolder缓存的帮助类
mRecyclerPool ViewHolder缓存池

RecycledViewPool
RecycledViewPool类是用来缓存Item用,是一个ViewHolder的缓存池,如果多个RecyclerView之间用setRecycledViewPool(RecycledViewPool)设置同一个RecycledViewPool,他们就可以共享Item。
其实RecycledViewPool的内部维护了一个Map,里面以不同的viewType为Key存储了各自对应的ViewHolder集合。可以通过提供的方法来修改内部缓存的Viewholder。
ViewCacheExtension
开发者可自定义的一层缓存,是虚拟类ViewCacheExtension的一个实例,开发者可实现方法getViewForPositionAndType(Recycler recycler, int position, int type)来实现自己的缓存。

3.2 Recyclerview的四级缓存

3.2.1 屏幕内缓存

屏幕内缓存指在屏幕中显示的ViewHolder,这些ViewHolder会缓存在mAttachedScrap、mChangedScrap中 :

  • mChangedScrap 表示数据已经改变的ewHolder列表
    表示数据已经改变的viewHolder列表,存储 notifXXX 方法时需要改变的 ViewHolder,匹配机制按照position和id进行匹配
  • mAttachedScrap 未与RecyclerView分离的ViewHolder列表
    未与RecyclerView分离的ViewHolder列表,如果仍依赖于 RecyclerView (比如已经滑动出可视范围,但还没有被移除掉),但已经被标记移除的 ItemView 集合会被添加到 mAttachedScrap 中。

3.2.2 屏幕外缓存

当列表滑动出了屏幕时,ViewHolder会被缓存在 mCachedViews ,其大小由mViewCacheMax决定,默认DEFAULT_CACHE_SIZE为2,可通过Recyclerview.setItemViewCacheSize()动态设置。

3.2.3 自定义缓存

可以自己实现ViewCacheExtension类实现自定义缓存,可通过Recyclerview.setViewCacheExtension()设置。

  • 适用场景:android.jlelse.eu/anatomy-of-…

  • 位置固定

  • 内容不变

  • 数量有限

  • 三级缓存:返回View

    • 按照position和type进行匹配
    • 直接返回View
    • 需要自己继承ViewCacheExtension实现
    • 位置固定,内容不发生改变的情况,比如说Header如果内容固定,就可以使用

3.2.4 缓存池

ViewHolder在首先会缓存在 mCachedViews 中,当超过了个数(比如默认为2), 就会添加到 RecycledViewPool 中。
在有限的mCachedViews中如果存不下ViewHolder时,就会把ViewHolder存入RecyclerViewPool中。
* 按照Type来查找ViewHolder
* 每个Type默认最多缓存5个

RecycledViewPool 会根据每个ViewType把ViewHolder分别存储在不同的列表中,每个ViewType最多缓存DEFAULT_MAX_SCRAP = 5 个ViewHolder,如果RecycledViewPool没有被多个RecycledView共享,对于线性布局,每个ViewType最多只有一个缓存,如果是网格有多少行就缓存多少个。


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  • 四级缓存:返回布局有效,内容无效的ViewHolder
    • 按照type进行匹配,每个type缓存值默认=5
    • layout是有效的,但是内容是无效的
    • 多个RecycleView可共享,可用于多个RecyclerView的优化

3.3 缓存策略

Recyclerview在获取ViewHolder时按四级缓存的顺序查找,如果没找到就创建。其中只有RecycledViewPool找到时才会调用 bindViewHolder,其它缓存不会重新bindViewHolder 。

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3.4 总结

通过了解RecyclerView的四级缓存,我们可以知道,RecyclerView最多可以缓存 N(屏幕最多可显示的item数) + 2 (屏幕外的缓存) + 5*M (M代表M个ViewType,缓存池的缓存),只有RecycledViewPool找到时才会重新调用 bindViewHolder。

RecyclerView在Recyler里面实现ViewHolder的缓存,Recycler里面的实现缓存的主要包含以下5个对象:

  • ArrayList mAttachedScrap:

    • 按照id和position来查找ViewHolder
  • ArrayList mChangedScrap:

  • ArrayList mCachedViews:缓存ViewHolder,主要用于解决RecyclerView滑动抖动时的情况,还有用于保存Prefetch的ViewHoder

    • 最大的数量为:mViewCacheMax = mRequestedCacheMax + extraCache(extraCache是由prefetch的时候计算出来的)
  • ViewCacheExtension mViewCacheExtension:开发者可自定义的一层缓存,是虚拟类ViewCacheExtension的一个实例,开发者可实现方法getViewForPositionAndType(Recycler recycler, int position, int type)来实现自己的缓存。

  • mRecyclerPool ViewHolder缓存池,

3.2 缓存机制图解

RecyclerView在设计的时候讲上述5个缓存对象分为了3级。
每次创建ViewHolder的时候,会按照优先级依次查询缓存创建ViewHolder
三级缓存分别是:

  • 一级缓存:返回布局和内容都都有效的ViewHolder
    • 按照position或者id进行匹配
    • 命中一级缓存无需onCreateViewHolder和onBindViewHolder
    • mAttachScrap在adapter.notifyXxx的时候用到
    • mChanedScarp在每次View绘制的时候用到,因为getViewHolderForPosition非调用多次,后面将
    • mCachedView:用来解决滑动抖动的情况,默认值为2

3. RecyclerView性能优化方向总结

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参考

RecyclerView缓存原理,有图有真相
关于Recyclerview的缓存机制的理解

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